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船级社致力于设计研发新概念船舶

2011-09-29 船舶资讯 船舶资讯 687 次浏览
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核心提示:概念船设计很少以油轮为范本,这或许是因为当石油储存量逐渐减少时,油轮的未来很可能将受到限制。然而,德国船级社(Germanischer Lloyd)和挪威船级社(Det Norske Veritas)最近分别公开了原油轮的概念设计。这些设计虽然基于不同的理念,但在使用LNG作为主要燃料以及储存槽位于...

    概念船设计很少以油轮为范本,这或许是因为当石油储存量逐渐减少时,油轮的未来很可能将受到限制。然而,德国船级社(Germanischer Lloyd)和挪威船级社(Det Norske Veritas)最近分别公开了原油轮的概念设计。这些设计虽然基于不同的理念,但在使用LNG作为主要燃料以及储存槽位于甲板上而非在船体内部等方面却又惊人相似。在宣布各自计划方面,该两船级社均认为大部分油轮设计在过去20年左右皆停滞不前,而引进创新改变的时机已经成熟。
       
    概念船绝少从绘图板转化成现实,但即使DNV的Triality VLCC或GL的BEST-Plus Aframax设计被下订,也不会是首艘使用LNG动力的油轮。该荣耀将归于2007年建造的化学轮"Bit Viking",该轮即将以同一厂家的50DF装置取代其Wartsila 6L46B柴油引擎。当去年宣布该船将改用LNG为动力时,预料于近年可完成海上试航。
       
    GL概念大量利用现有的油轮设计,即IACS共同结构规范的规定及有关能源效率设计指数(Energy Efficiency Design Index, EEDI)的IMO草案规定。相较之下,DNV的办法远较为激进,它拟想了一个V字形的船体横截面,排除传统VLCC船得载运大量压舱水的需求。
       
    对于将EEDI规定应用于船舶方面,GL一直居于先锋。GL表示,BEST-Plus将超过原订计划的要求,达到最近公布的对应此船大小的参考线值的83%。GL确信油轮是被认为位列现今最节省能源的船舶,其EEDI值的范围为2克到6克二氧化碳/吨、海里。如果EEDI今日成为强制性规定,该新船将会符合规定。GL强调,引进该指数的最早时间可能是在2015年,虽然在该规定通过前签约之新船不需符合,但可能须与未来在EEDI生效后才进入市场、更为节省能源的船舶竞争。
       
    GL针对其设计概念,把目标放在3种不同吃水深度、货物容量下的速度,考虑了货物体积与质量,船体结构质量,货物、燃料及压载舱的布置。产生并且评估了将近2500种的设计变化。最终最佳化船型在设计吃水下可达15.6kt的速度,略微高于目前Aframax船的平均速度。
       
    双层船壳间船侧宽度设定为2.65m。为了减低船舶搁浅时货舱被贯穿的风险,第一货舱的内底从2.10m增至2.75m。为确保结构的连续性,在两横向大肋骨距离间采用倾斜的内底作为过渡。该设计概念估计两趟来回航程需要2000立方米LNG。使用LNG作为燃料可减少90%的SOx排放及20%的二氧化碳排放。
       
    该设计研究以GL及雅典国立技术大学(National Technical University of Athens, NTUA)的计划为基础。在接到船厂与油轮营运者的响应后,该设计工作继续进行,结果成就了BEST-plus设计概念。因运输成本减少了7%、油外流指数(Oil outflow index)降低了9%(发生意外事故时造成的油外流)、以及Aframax设计的最高速度,GL声称BEST-plus代表新一代的Aframax油轮。
        DNV的Triality设计于今年初正式公开,当时DNV执行长Henrik Madsen承认:“Triality系一概念船,造船厂在第一艘Triality原油轮建造前需先备妥详尽设计。”但是,Madsen又说道,所有用于设计中的技术皆为当今的技术,预估第一艘Triality原油油轮将在2014年底前驶离船厂。DNV预估其船舶减少的排放量实际上会超过GL的船,预估减少94%的SOx及34%的二氧化碳。该设计在其它环境上的好处包括比传统VLCC船降低燃料消耗25%、无需压舱水、不会释放挥发性有机化合物(VOC)。
       
    为Triality预想的推进装置包含使用MGO(Marine Gas Oil)作为引燃燃料的高压双燃料二冲程双主机;使用MGO作为引燃燃料的低压双燃料发电机引擎;以及可烧天然瓦斯、MGO与从货舱大气中回收之VOCs的三燃料锅炉。
       
    LNG燃料将储存在位于主甲板上,船艛前方的甲板室里的两个6750立方米IMO type C槽柜。此槽柜藉由压力建立热交换器(pressure build-up heat exchangers)维持在5 - 6 bar的压力。这已足够提供LNG至主机的高压泵,不需再使用潜水式泵。藉由低压气化器,燃料槽压力足以将LNG提供给辅机和锅炉而无需使用泵。然而,每个槽柜均备有一个潜水泵,一旦槽柜压力过低时,即能派上用场。
       
   Triality船上储存的LNG容量足够25000海里的航程使用,因此在波斯湾加了燃料后,即使是最远的来回航程亦已足够。这是现今传统VLCC船的标准作法。LNG站与选择的航线上所停靠的原油输入站相距不远,所以未来在许多地点都可以加燃料。
      
    LNG蒸发所造成的低温可用来回收在航程中由货油释放到大气中的VOCs。估计每一载货来回旅程能回收多达600吨的VOC,并将其储存于甲板槽柜中,作为辅锅炉的燃料,供应蒸气以运转货油泵。
       
    来自LNG蒸发的低温与压力建立的过程亦能使用于其它用途。乙二醇循环是此过程的核心。Triality主要是将冷却能量用于使VOC再冷凝,但亦可使用该能量来冷却主机的扫气空气。如此可增进效率达3%。剩下的冷却效力能用于引擎之淡水冷却。乙二醇循环必须维持在-40℃以上以避免冻结。海水热交换器则能在需要时提供额外的热能。
       
    Triality的V字形船型与货舱布置据称可完全排除VLCC对压舱水的需求,同时仍能使推进器浸入水中。对于其它类型的原油油轮,如Suezmax、Aframax及较小的船,压舱水的需求亦将大幅降低。新船形在来回航程之中减少了浸水面积,且方块系数较小,因此是个具有更高能源效率的船体。船上无压载水将意味着船舶不需安装任何压舱水处理系统,同时也排除了压载水舱涂层与保养的需求。
       
    上述任一概念船是否能实现,端开具有创新性的船东看好该船具商业价值与市场性。
 
来源:上海海事局
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